确定控制器参数
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自抗扰控制器参数整定方法的研究自抗扰控制器(Active Disturbance Rejection Controller,ADRC)是一种具有鲁棒性的控制方法,它在各个领域得到了广泛的应用。
然而,自抗扰控制器的性能很大程度上取决于参数的整定。
因此,研究自抗扰控制器参数整定方法具有重要的实际意义。
自抗扰控制器参数整定方法的研究发展迅速,现有的研究主要集中在理论分析和实验设计两个方面。
在理论分析方面,研究者们主要从扰动的估计和控制器设计两个方面展开研究。
在实验设计方面,则主要控制器的实现及其对不同系统的应用。
然而,现有的研究还存在一些问题,如参数整定缺乏系统性,实验验证不够充分等。
本文从理论分析和实验设计两个方面研究自抗扰控制器参数整定方法。
基于自抗扰控制器的原理,建立系统的数学模型。
然后,采用遗传算法对控制器参数进行全局搜索和优化,以实现最佳控制效果。
通过实验验证所提出方法的可行性和优越性。
通过实验验证了所提出方法的可行性和优越性。
实验结果表明,本文所提出的参数整定方法能够有效提高自抗扰控制器的性能,减小系统的稳态误差和超调量。
同时,对比实验也证明了本文所提出方法的有效性。
本文研究了自抗扰控制器参数整定方法,提出了一种基于遗传算法的全局优化方法。
通过理论分析和实验验证,证明了所提出方法的有效性和优越性。
然而,本文的研究仍存在一些不足之处,如未考虑非线性系统、控制器的优化算法还有待进一步改进等。
未来的研究方向可以包括拓展该方法在复杂系统和非线性系统中的应用,优化控制器的设计以及发展更加智能化的优化算法。
在复杂工业生产过程中,系统的干扰和不确定性常常成为制约控制系统性能的主要因素。
为了提高系统的抗干扰能力和鲁棒性,自抗扰控制(Active Disturbance Rejection Control,ADRC)方法应运而生。
同时,为了使控制系统达到最佳性能,对控制器参数进行合理整定也显得尤为重要。
本文将围绕自抗扰控制及控制器参数整定方法展开研究,旨在提高控制系统的性能并优化参数整定方法。
ziegler-nichols整定法参数求解使用Ziegler-Nichols整定法的目的是确定控制器的参数,以达到系统稳定并能快速响应外部变化的要求。
该方法是描述性整定方法中最为简单和常用的一种方法。
在本文中,我们将一步一步回答有关Ziegler-Nichols 整定法参数求解的问题。
第一步:系统识别首先,我们需要识别被控对象的动态特性。
这可以通过施加一个阶跃输入信号(例如单位阶跃函数)来实现。
记录输出信号的响应,并使用数据分析工具来确定系统的传递函数。
传递函数通常被表示为开环传递函数(OLTF)。
第二步:确定临界增益(Critical Gain)接下来,我们要找到系统的临界增益。
这是指当控制系统的增益达到一定水平时,系统开始发生震荡或振荡的状态。
在Ziegler-Nichols整定法中,我们观察系统的震荡频率,并记录下来。
然后,我们通过调整控制器增益来寻找临界增益。
临界增益通常被表示为K_u。
第三步:计算比例增益(Proportional Gain)在Ziegler-Nichols整定法中,比例增益(K_p)是通过临界增益的一种推导公式来确定的。
具体而言,当控制器增益为临界增益的一半时,我们可以得到比例增益。
即:K_p = 0.5 * K_u。
第四步:计算积分时间(Integral Time)积分时间(T_i)也可以通过临界增益的一种公式来计算。
在Ziegler-Nichols整定法中,T_i等于临界增益的L型曲线与水平轴交点之间的时间。
通常,我们可以通过观察系统的动态响应曲线来估计这个时间。
第五步:计算微分时间(Derivative Time)微分时间(T_d)同样可以通过临界增益的一个公式来计算。
在Ziegler-Nichols整定法中,T_d等于临界增益的L型曲线达到最大值时所对应的时间。
与积分时间一样,我们可以通过观察系统的动态响应曲线来估计这个时间。
第六步:测试和修正一旦我们确定了比例增益、积分时间和微分时间,我们可以将它们应用于控制器,并对系统进行测试和调整。
ABBRVC功率因数控制器参数简要手动设置步骤以下是ABBRVC功率因数控制器参数手动设置的步骤:1.确定期望功率因数:-首先,根据系统的要求和实际情况,确定所需的期望功率因数。
通常情况下,功率因数应接近2.连接设备:3.进入参数设置界面:-打开ABBRVC功率因数控制器的接口设备,进入菜单界面。
4.设置基本参数:-根据使用环境和具体需求,设置ABBRVC功率因数控制器的基本参数。
这些参数包括设备接入的电源电压、额定功率等。
确保基本参数的设置与电力系统的要求相匹配。
5.设置开关阈值:-根据实际情况,设置ABBRVC功率因数控制器的开关阈值。
开关阈值是设备触发开关的上下限值,用于控制系统中功率因数的调节范围。
确保开关阈值的设置适用于当前电力系统。
6.设置调节参数:-设置ABBRVC功率因数控制器的调节参数,以实现期望功率因数的控制。
调节参数包括比例增益、积分时间等。
根据系统响应特性和调节要求,对调节参数进行适当的调整,以确保系统稳定性和性能。
7.设置保护参数:-设置ABBRVC功率因数控制器的保护参数,以保护设备和电力系统。
保护参数包括过载保护、过电流保护、过压保护等。
根据实际情况,设置保护参数的阈值,以防止设备因异常情况而受损。
8.设定反馈参数:-设定ABBRVC功率因数控制器的反馈参数,以提供系统反馈信号进行控制。
反馈参数包括电压反馈、电流反馈等。
根据实际测量信号,设定反馈参数的增益和零点等,以确保控制的准确性和稳定性。
9.存储设置参数:-一旦完成所有参数的设置,将设置的参数存储到ABBRVC功率因数控制器中。
确保所有参数都正确存储,并能随时读取和修改。
10.测试和调试:-运行ABBRVC功率因数控制器,并进行测试和调试。
通过检查输出的功率因数和电流波形,验证设置的参数是否满足要求。
根据需要,进行调整和校正,直到设备正常运行且输出功率因数符合预期。
总结:ABBRVC功率因数控制器参数设置步骤包括确定期望功率因数、连接设备、设置基本参数、设置开关阈值、设置调节参数、设置保护参数、设定反馈参数、存储设置参数等。
控制器参数和规格安全操作及保养规程1. 控制器参数和规格控制器是电子设备,主要作用是对电机进行控制和调节。
不同类型的控制器在工作原理、工作频率、输出电压等方面都存在差异,因此需要在购买控制器时,仔细查看其参数和规格,以确定是否符合自己的要求。
1.1 控制器参数1.输入电压:控制器的输入电压要与电源的电压匹配。
2.输出电流:控制器的最大输出电流要大于电机的额定电流。
3.工作频率:控制器的工作频率要与电机的额定频率匹配。
4.最大负载:控制器最大负载要大于电机的额定负载。
5.保护等级:控制器的保护等级要符合实际应用场景。
1.2 控制器规格1.外形尺寸:控制器的外形尺寸要与安装空间匹配。
2.工作环境温度:控制器的工作环境温度要符合实际应用环境。
3.质量等级:控制器的质量等级要符合实际要求。
4.型号:控制器的型号要符合实际应用需要。
2. 控制器安全操作控制器在使用过程中必须要注意安全操作,以确保人员和设备的安全。
2.1 通电前的检查1.检查控制器安装是否牢固。
2.检查电源是否正常工作。
3.检查电机是否连接正确。
4.检查控制器是否有异常报警或故障码。
2.2 通电后的注意事项1.控制器在使用过程中,应该避免使用损坏的电源线。
2.控制器在运行时,应该保持通风良好,防止过热。
3.不要在控制器周围堆放杂物,以免影响散热效果。
4.不要将控制器名义功率超过标准范围内的负载接在控制器上。
5.控制器在使用过程中,要经常检查运行状态和仪表显示值,及时处理异常报警或故障码。
2.3 控制器的故障排除1.控制器在使用过程中,出现异常报警或故障码时,要立即停止运行,查明原因及时处理。
2.控制器故障处理时要注意安全操作,切勿够分心急躁。
3.查找故障时,应按照故障排除流程进行,避免不必要的损失。
3. 控制器保养规程对于控制器的保养工作,应该做到定期检查、及时维护。
3.1 定期检查定期检查控制器的连接线路、散热系统、电源电压和电力状态等,确保无异常。
继电器法pid整定-回复继电器法PID整定方法是一种简单且有效的自动控制方法,被广泛应用于工业控制系统中。
通过利用继电器在开关状态之间进行切换,探测控制对象的动态特性,从而确定PID控制器的参数使其更好地适应控制对象。
本文将一步一步地介绍继电器法PID整定方法的具体步骤和原理。
第一步:设置继电器开关偏移量在进行继电器法PID整定之前,首先需要设置继电器开关偏移量。
继电器开关偏移量是指继电器的开关状态之间的差异,通常以控制对象的输出值为参考。
要设置继电器开关偏移量,需要将继电器的开关阈值设置为控制对象输出值的一半。
通过逐渐调整继电器的开关阈值,直到继电器在控制对象输出值上下进行切换。
第二步:观察继电器的开关行为在继电器开关阈值设置完毕后,观察继电器的开关行为。
当继电器的输入信号超过开关阈值时,继电器处于开启状态;当输入信号低于开关阈值时,继电器处于关闭状态。
记录下继电器开关的时间间隔,即继电器在开关状态之间切换的时间。
第三步:计算继电器的增益系数通过观察继电器的开关行为,我们可以计算继电器的增益系数。
继电器的增益系数是指控制对象输出值的变化量与继电器开关时间之间的比例关系。
根据继电器的开关行为和继电器开关时间的记录,计算出控制对象输出值的变化量与继电器开关时间的比值。
第四步:计算继电器法PID参数通过计算继电器的增益系数,我们可以得到继电器法PID参数。
继电器法PID参数根据继电器增益系数乘以一定的系数进行计算。
通常,继电器法PID参数的计算公式如下:Kp = 0.5 * KuTi = 0.5 * TuTd = 0.125 * Tu其中,Kp为比例系数,Ti为积分时间,Td为微分时间,Ku为继电器增益系数,Tu为继电器开关时间。
第五步:调整PID参数并重复测试获得继电器法PID参数后,将其输入到PID控制器中,并将控制器连接到控制对象上。
进行控制系统的实际操作,观察控制对象输出值的变化情况。
如果输出值存在超调或者减震不佳等问题,可以对PID参数进行微调,并重新进行测试。
临界比例度法设计控制器参数步骤与方法临界比例度法(Critical Gain Method)是一种用于设计控制器参数的方法,其基本原理是通过在控制系统中引入一个扰动,使系统达到稳态,并通过测量系统的响应特性来确定合适的控制器参数。
下面将详细介绍临界比例度法的设计步骤和方法。
1.建立系统模型:首先需要确定待调节的控制系统,并建立其数学模型。
这可以通过系统的微分方程、传递函数或状态空间表示法来进行。
2.确定控制策略:选择适当的控制策略,如比例控制、比例积分控制、比例微分控制或者PID控制等。
3.选择初始参数:根据经验或系统特性,选择一个合适的初始控制器参数。
4.计算传递函数:将系统模型转换为传递函数形式,便于后续的分析和计算。
5.添加单位阶跃输入:在控制系统中添加一个单位阶跃输入信号,即输入信号从0跃迁到16.测量系统的响应:记录系统的输出响应曲线,并测量其一些重要特性,如时间常数、超调量、稳态误差等。
7.增加比例增益:增加控制器的比例增益,并重复步骤5和6,直到系统出现连续振荡为止。
8.确定临界比例度:通过观察系统的连续振荡特性,确定所加入的比例增益达到系统稳定的临界值。
该临界值通常是系统在连续振荡过程中的稳态峰值。
9.计算控制器参数:根据临界比例度,计算控制器的参数。
具体的计算方法取决于所选择的控制策略,如比例控制,可根据临界比例度和系统模型计算得到。
临界比例度法的基本原理是在系统稳定且输出有限的情况下,通过改变控制器的比例增益,找到系统最大稳态峰值(即临界比例度)。
当控制器的比例增益低于临界比例度时,系统会收敛到稳定状态;当比例增益高于临界值时,系统会发生连续振荡。
利用临界比例度法进行控制器设计的主要优点是简单、直观且易于实施。
通过测量系统的响应特性,可以直接确定合适的控制器参数,无需进行复杂的数学推导和模型分析。
然而,该方法也存在一些局限性,例如对于非线性系统和具有多个输入输出的复杂系统,其结果可能不够准确。
cohen-coon整定方法
Cohen-Coon整定方法是一种经典的PID控制器参数整定方法。
该方法通过对系统的阶跃响应进行分析,确定PID控制器的三个参数:比例增益Kp、积分系数Ki和微分系数Kd。
Cohen-Coon整定方法的步骤如下:
1. 对于一阶滞后系统(即具有惯性和阻尼作用的系统),首先测量并记录系统的阶跃响应曲线。
通过观察曲线的特征,可以判断系统的时间常数τ和滞后时间Td。
2. 根据系统的时间常数τ和滞后时间Td,计算出比例增益Kp、积分系数Ki和微分系数Kd。
具体计算公式如下:
Kp = (0.9 ×Td) / (τ×K)
Ki = (2.5 / τ) ×Kp
Kd = (0.3 ×τ) ×Kp
其中,K为系统的静态增益,可以通过开环试验得到。
3. 将计算出的PID参数输入到控制器中,进行闭环控制实验。
如果系统的响应速度和稳定性不理想,可以根据实际情况对PID参数进行微调,以达到更好的
控制效果。
需要注意的是,Cohen-Coon整定方法仅适用于一阶滞后系统,对于其他类型的系统(如高阶系统、非线性系统等),需要选择其他的参数整定方法。
基于内模原理的PID 控制器参数整定仿真实验1. 内模控制内模控制器(IMC )是内部模型控制器(Internal model controller )的简称,由控制器和滤波器两部分组成,两者对系统的作用相对独立,前者影响系统的响应性能,后者影响系统的鲁棒性。
它是一种实用性很强的控制方法,其主要特点是结构简单、设计直观简便,在线调节参数少,且调整方针明确,调整容易。
特别是对于鲁棒及抗扰性的改善和大时滞系统的控制,效果尤为显著。
因此自从其产生以来,不仅在慢响应的过程控制中获得了大量应用,在快响应的电机控制中也能取得了比PID 更为优越的效果。
IMC 设计简单、跟踪性能好、鲁棒性强,能消除不可测干扰的影响,一直为控制界所重视内模控制( Internal Model Control IMC ) 是一种基于过程数学模型进行控制器设计的新型控制策略。
其设计简单、控制性能良好, 易于在线分析。
它不仅是一种实用的先进控制算法, 而且是研究预测控制等基于模型的控制策略的重要理论基础, 也是提高常规控制系统设计水平的有力工具。
值得注意的是,目前已经证明,已成功应用于大量工业过程的各类预测控制算法本质上都属于IMC 类,在其等效的IMC 结构中特殊之处只是其给定输入采用了未来的超前值(预检控制系统),这不仅可以从结构上说明预测控制为何具有良好的性能,而且为其进一步的深入分析和改进提供了有力的工具。
内模控制的结构框图如图1:图1-1 内模控制的结构图其中,IMC G —内模控制器;p G —实际被控过程对象;m G —被控过程的数学模型; d G —扰动通道传递函数。
(1)当0)(,0)(≠=s G s R d 时,假若模型准确,即)()(s G s G m p =,由图可知,)]()(1)[()]()(1)[()(IMC IMC s G s G s G s G s G s G s Y m d d -=-=p ,假若“模型可倒”,即)(1s G m 可以实现,则可令)(1)(IMC s G s G m =,可得0)(=s Y ,不管)(s G d 如何变化,对)(s Y 的影响为零。
PID控制原理与参数的整定方法1.比例控制有经验的操作人员手动控制电加热炉的炉温,可以获得非常好的控制品质,PID控制与人工控制的控制策略有很多相似的地方。
下面介绍操作人员怎样用比例控制的思想来手动控制电加热炉的炉温。
假设用热电偶检测炉温,用数字仪表显示温度值。
在控制过程中,操作人员用眼睛读取炉温,并与炉温给定值比较,得到温度的误差值。
然后用手操作电位器,调节加热的电流,使炉温保持在给定值附近。
操作人员知道炉温稳定在给定值时电位器的大致位置(我们将它称为位置L),并根据当时的温度误差值调整控制加热电流的电位器的转角。
炉温小于给定值时,误差为正,在位置L的基础上顺时针增大电位器的转角,以增大加热的电流。
炉温大于给定值时,误差为负,在位置L的基础上反时针减小电位器的转角,并令转角与位置L的差值与误差成正比。
上述控制策略就是比例控制,即PID 控制器输出中的比例部分与误差成正比。
闭环中存在着各种各样的延迟作用。
例如调节电位器转角后,到温度上升到新的转角对应的稳态值时有较大的时间延迟。
由于延迟因素的存在,调节电位器转角后不能马上看到调节的效果,因此闭环控制系统调节困难的主要原因是系统中的延迟作用。
比例控制的比例系数如果太小,即调节后的电位器转角与位置L的差值太小,调节的力度不够,使系统输出量变化缓慢,调节所需的总时间过长。
比例系数如果过大,即调节后电位器转角与位置L的差值过大,调节力度太强,将造成调节过头,甚至使温度忽高忽低,来回震荡。
增大比例系数使系统反应灵敏,调节速度加快,并且可以减小稳态误差。
但是比例系数过大会使超调量增大,振荡次数增加,调节时间加长,动态性能变坏,比例系数太大甚至会使闭环系统不稳定。
单纯的比例控制很难保证调节得恰到好处,完全消除误差。
2.积分控制PID控制器中的积分对应于图1中误差曲线与坐标轴包围的面积(图中的灰色部分)。
PID控制程序是周期性执行的,执行的周期称为采样周期。
计算机的程序用图1中各矩形面积之和来近似精确的积分,图中的TS就是采样周期。
电动阀门控制器参数设定说明书参数设定说明书1. 产品概述本文档是针对电动阀门控制器的参数设定进行详细说明的指南。
电动阀门控制器是一种用于控制阀门开关的设备,通过调整参数可以使阀门在不同条件下实现自动控制。
本说明书将介绍参数设定的方法和相关事项。
2. 设备准备在进行参数设定之前,请确保以下设备已准备就绪:- 电动阀门控制器- 电源适配器- 控制器连接线- 个人电脑或者其他设备3. 参数设定步骤3.1 连接设备首先,将电源适配器连接到电动阀门控制器的电源接口上。
然后,使用控制器连接线将电动阀门控制器与个人电脑或其他设备进行连接。
3.2 打开参数设定软件在个人电脑上打开参数设定软件,并确保软件已经与电动阀门控制器建立连接。
如果尚未连接,请根据软件的操作指南进行设置。
3.3 进入参数设定模式在软件中选择参数设定模式,并将其与电动阀门控制器进行同步。
此时,您将可以看到相关参数的列表以及其当前的设定值。
3.4 调整参数在列表中选择您希望调整的参数,并进行相应的修改。
不同的参数可能有不同的取值范围和单位,请根据具体需求进行设定。
注意,不正确的参数设定可能会导致阀门的异常行为或不正常工作。
3.5 保存参数设定在完成参数调整后,请将其保存到电动阀门控制器中。
有些软件可能需要您手动保存,而其他软件可能会在您关闭参数设定模式时自动保存。
4. 参数设定注意事项- 在进行参数设定之前,请确保您已经了解了相关的技术要求和操作规范。
如果对此不确定,请咨询专业人士或查阅相关文档。
- 在设定参数时,请仔细阅读每个参数的说明以及其可能的影响。
不正确的参数设定可能会导致设备故障或安全风险。
- 在参数设定完成后,请务必进行测试和验证,以确保设备按照预期运行。
- 如果您对某个参数的设定值不确定,可以先选择默认值或推荐值,然后进行后续的调整。
5. 总结本参数设定说明书介绍了电动阀门控制器的参数设定方法和相关事项。
通过正确的参数设定,您可以使电动阀门控制器适应不同的场景和要求,实现自动控制和操作便利。
⏹把积分时间调得很大,比较几千秒以上,使积分基本不起作用,微分时间设为0⏹调节Kp,使第一次升温出现超调时比较小,如果没有超调,则适当加大Kp值,如果Pv设定一直小,则需要适当加大Kp⏹慢慢减少积分时间,使得系统静差能比较快地减小,并不会出现周期性振荡,如果出现周期性振荡,则增大积分时间⏹使用Kp自适应功能有增加系统的快速响应及减少系统振荡⏹微分时间约为积分时间的1/10----1/5,如果系统扰动比较大,则微分时间应设得小一些PID参数是根据控制对象的惯量来确定的。
大惯量如:大烘房的温度控制,一般P可在10以上,I=3-10,D=1左右。
小惯量如:一个小电机带一水泵进行压力闭环控制,一般只用PI控制。
P=1-10,I=0.1-1,D=0,这些要在现场调试时进行修正的。
1、让调节器参数积分系数S0=0,实际微分系数k=0,控制系统投入闭环运行,由小到大改变比例系数S1,让扰动信号作阶跃变化,观察控制过程,直到获得满意的控制过程为止。
2、取比例系数S1为当前的值乘以0.83,由小到大增加积分系数S0,同样让扰动信号作阶跃变化,直至求得满意的控制过程。
3、积分系数S0保持不变,改变比例系数S1,观察控制过程有无改善,如有改善则继续调整,直到满意为止。
否则,将原比例系数S1增大一些,再调整积分系数S0,力求改善控制过程。
如此反复试凑,直到找到满意的比例系数S1和积分系数S0为止。
4、引入适当的实际微分系数k和实际微分时间TD,此时可适当增大比例系数S1和积分系数S0。
和前述步骤相同,微分时间的整定也需反复调整,直到控制过程满意为止。
注意:仿真系统所采用的PID调节器与传统的工业PID调节器有所不同,各个参数之间相互隔离,互不影响,因而用其观察调节规律十分方便。
关自动控制的设计面很广,下面我将一一列举关于PID参数的整定:1、可以在软件中进行自动整定;2、自动整定的PID参数可能对于系统来说不是最好的,就需要手动凭经验来进行整定。
控制器的性能参数和技术指标控制器的性能参数和技术指标乃是企业在选择控制器时必须考虑的因素之一。
而控制器性能参数和技术指标的了解对于企业在整个生产线的控制过程中是至关重要的。
本文将从控制器的性能参数和技术指标两个方面进行详细说明。
一、控制器的性能参数控制器的性能参数是控制器本身的技术参数,包括输入输出、控制方式、精度等。
1.输入输出输入输出是控制器的基本参数之一。
它通常包括数字和模拟两种类型。
数字输出通常用于控制开关型设备,例如继电器;模拟输出通常用于控制电机、气缸等。
数字输入通常用于检测开关状态而模拟输入通常用于检测温度、压力等实时信号。
2.控制方式控制方式是控制器的工作方式。
它包括PID控制、模糊控制、逆向控制等。
PID控制是控制器最常用的控制方式之一。
它通过调整控制器的比例、积分、微分系数,实现对被控对象的精确控制。
3.精度精度是指控制器对被控对象控制的精度。
它通常指的是控制器的控制误差,单位通常为百分比或者小数点后几位。
精度越高的控制器对于企业在生产过程中的节约成本和提高生产效率具有重要意义。
二、控制器技术指标控制器技术指标是衡量控制器质量的关键指标,包括噪声、稳定性、响应时间、抗干扰等。
1.噪声噪声是指控制器在工作时产生的杂音。
噪声会影响被控对象的正常工作,尤其对于一些对环境噪声敏感的场合,比如医院和实验室,需要选择噪声小的控制器。
2.稳定性稳定性是指控制器能在长时间内保持稳定的工作状态。
它通过控制器的控制算法和基本电路设计来保证。
保证控制器的稳定性,对于企业的生产效率和产品质量都非常重要。
3.响应时间响应时间是控制器响应被控对象变化的时间。
比如控制电机转速。
当变化量较小时,响应时间可以设定为几毫秒,但对于高精度和高速设备,要求响应时间在微秒级别。
4.抗干扰性抗干扰性是指控制器工作时受到外部干扰的能力。
它可以通过设计差分放大电路,正确地布置控制线路降低电磁干扰等方式实现。
总结:掌握控制器的性能参数和技术指标对于制造业企业提高生产效率和产品质量非常重要。
控制器参数整定一、控制器的参数调节在进行PID三个参数同时控制时,一般是先进行衰减或临界比例度法,得到衰减比例度(临界比例度)和衰减周期(临界周期),然后利用“经验”计算出相应参数的大小,最后将这三个计算出的参数直接拿来,输入到控制器中,进行参数整定。
但是在参数整定过程中发现,往往这个“经验”是准确的,经过“经验”计算出的参数加入到控制器中后,施加干扰后系统经常会出现等幅或发散振荡。
因此这时只能依靠自己的“经验”进行“看曲线、调参数”。
如果出现上述系统不稳定现象,我们一般采用两步法进行参数整定:1、参数粗调节,让系统稳定:当前系统的等幅或发散振荡,所以第一步是调节参数,在没有施加干扰的情况下让系统自身稳定下来。
2、最佳参数整定:第二步和平时的参数整定过程基本相同,就调节参数后施加干扰,然后根据系统的曲线振荡情况来修改参数,然后再进行参数调节施加干扰,就这样重复,最后得到一个比较满意的系统衰减曲线(衰减比为4:1)。
但在整定过程中,特别是第一步很多同学不知道如何根据曲线来进行调节参数。
下面就第一步进行总结如下:(看曲线,调参数)1、注意给定值曲线;比例控制主要是用来进行系统的衰减比调节的,根据经验比例度一般是设置小于80%。
比例度的在调节中每次改变的调节量:在比例度大幅度“粗调”调节时,一般一次调节量为10~20%,但比例度比较小时(如10~20%时),系统小幅度“细调”则调节量应在百分之几调节;积分控制主要是用来消除系统的余差,根据经验积分时间一般在十几秒至1分钟,所以在开始积分时间的“粗调”调节时调节量一般为5秒,但在积分时间很小时(如15秒),系统“细调”则调节量应控制在2秒左右;根据经验微分调节时,一般积分时间与微分时间之比控制在4左右;另外微分时间调节量一般是在1秒左右,不宜过大;特别提示:如果在调节过程中,发现积分时间比较合适,同时积分时间与微分时间之比很合适时,首先是将比例度调节到较大数值(80%左右),如果此时系统的稳定性还是很差,衰减比很小,这种情况下只能将积分时间适当放大,微分时间适当减小,即将积分时间与微分时间之比放大,然后在调节比例度。
2.3 PID参数整定方法2.3.1 工程整定法PID数字调节器的参数,除了比例系数K p,积分时间T i和微分时间T d外,还有1个重要参数即采样周期T。
1.采样周期T的选择确定从理论上讲,采样频率越高,失真越小。
但是,对于控制器,由于是依靠偏差信号来进行调节计算的,当采样周期T 太小,偏差信号也会过小,此时计算机将失去调节作用;若采样周期T太长,则将引起误差。
因此采样周期T必须综合考虑。
采样周期的选择方法有两种,一种是计算法,另一种是经验法。
计算法由于比较复杂,特别是被控对象各环节时间常数难以确定,工程上较少用。
经验法是一种凑试法,即根据人们在控制工作实践中积累的经验以及被控对象的特点,先选择一个采样周期T,进行试验,再反复改变T,直到满意为止。
2.K p,T i,T d的选择方法1)扩充临界比例度法扩充临界比例度法是简易工程整定方法之一,用它整定K p,T i,T d的步骤如下。
选择最短采样周期T min,求出临界比例度S u和临界振荡周期T u。
具体方法是将T min输入计算机,只有P环节控制,逐渐缩小比例度,直到系统产生等幅振荡。
此时的比例度即为临界比例度S u,振荡周期称为临界振荡周期T u。
选择控制度为:(2-15)通常当控制度为1.05时,表示数字控制方式与模拟方式效果相当。
根据计算度,查表2-1可求出K p,T i,T d。
表2-1 扩充临界比例度法整定参数表控制度控制规律参数T K p T i T d1.05PIPID0.03T u0.014T u0.53S u0.63S u0.88T u0.49T u/0.14T u1.2PIPID 0.05T u0.43T u0.49S u0.47S u0.91T u0.47T u/0.16T u1.5PIPID 0.14T u0.09T u0.42S u0.34S u0.99T u0.43T u/0.20Tu2.0PIPID 0.22T u0.16T u0.36S u0.27S u1.05T u0.4T u/0.22T u2)扩充响应曲线法若已知系统的动态特性曲线,可以采用和模拟调节方法一样的响应曲线法进行整定,其步骤如下。
1 前言目前工业自动化水平已成为衡量各行各业现代化水平的一个重要标志。
同时,控制理论的发展也经历了古典控制理论、现代控制理论和智能控制理论三个阶段。
智能控制的典型实例是模糊全自动洗衣机等。
自动控制系统可分为开环控制系统和闭环控制系统。
一个控控制系统包括控制器﹑传感器﹑变送器﹑执行机构﹑输入输出接口。
控制器的输出经过输出接口﹑执行机构,加到被控系统上;控制系统的被控量,经过传感器,变送器,通过输入接口送到控制器。
不同的控制系统﹐其传感器﹑变送器﹑执行机构是不一样的。
比如压力控制系统要采用压力传感器。
电加热控制系统的传感器是温度传感器。
目前,PID控制及其控制器或智能PID控制器(仪表)已经很多,产品已在工程实际中得到了广泛的应用,有各种各样的PID控制器产品,各大公司均开发了具有PID参数自整定功能的智能调节器 (intelligent regulator),其中PID控制器参数的自动调整是通过智能化调整或自校正、自适应算法来实现。
有利用PID控制实现的压力、温度、流量、液位控制器,能实现PID控制功能的可编程控制器(PLC),还有可实现PID控制的PC系统等等。
可编程控制器(PLC)是利用其闭环控制模块来实现PID控制,而可编程控制器(PLC)可以直接与ControlNet相连。
还有可以实现PID 控制功能的控制器,如Rockwell 的Logix产品系列,可以直接与ControlNet相连,利用网络实现其远程控制功能。
控制系统的性能指标通常包括稳态和动态两个方面。
稳态性能指标是指系统的稳态误差,它表征系统的控制精度。
动态性能指标表片系统瞬态响应的品质。
为使系统能同时满足动态和稳态性能指标的要求,就需要在系统中引入一个专门用于改善性能的附加装置,这个附加装置就是校正装置。
当控制系的开环增益增大到满足其稳定性态性能所要求的数值时,系统有可能为不稳定,或者即使能稳定性定,其动态性能一般也不会满足设计要求,为此需要在系统的前向通首中加一个超前校正装置,以实现在开环增益不变的前提下,使系统的动态性能也能满足设计的要求。
1. PID调试步骤没有一种控制算法比PID调节规律更有效、更方便的了。
现在一些时髦点的调节器基本源自PID。
甚至可以这样说:PID调节器是其它控制调节算法的妈。
为什么PID使用如此广泛、又长久不衰?因为PID解决了自动控制理论所要解决的最基本问题,既系统的稳定性、快速性和准确性。
调节PID的参数,可实现在系统稳定的前提下,兼顾系统的带载能力和抗扰能力,同时,在PID调节器中引入积分项,系统增加了一个零积点,使之成为一阶或一阶以上的系统,这样系统阶跃响应的稳态误差就为零。
由于自动控制系统被控对象的千差万别,PID的参数也必须随之变化,以满足系统的性能要求。
这就给使用者带来相当的麻烦,特别是对初学者。
下面简单介绍一下调试PID参数的一般步骤:1.负反馈自动控制理论也被称为负反馈控制理论。
首先检查系统接线,确定系统的反馈为负反馈。
例如电机调速系统,输入信号为正,要求电机正转时,反馈信号也为正(PID算法时,误差=输入-反馈),同时电机转速越高,反馈信号越大。
其余系统同此方法。
2.PID调试一般原则a.在输出不振荡时,增大比例增益P。
b.在输出不振荡时,减小积分时间常数Ti。
c.在输出不振荡时,增大微分时间常数Td。
3.一般步骤a.确定比例增益P确定比例增益P 时,首先去掉PID的积分项和微分项,一般是令Ti=0、Td=0(具体见PID的参数设定说明),使PID为纯比例调节。
输入设定为系统允许的最大值的60%~70%,由0逐渐加大比例增益P,直至系统出现振荡;再反过来,从此时的比例增益P逐渐减小,直至系统振荡消失,记录此时的比例增益P,设定PID的比例增益P为当前值的60%~70%。
比例增益P调试完成。
b.确定积分时间常数Ti比例增益P确定后,设定一个较大的积分时间常数Ti的初值,然后逐渐减小Ti,直至系统出现振荡,之后在反过来,逐渐加大Ti,直至系统振荡消失。
记录此时的Ti,设定PID的积分时间常数Ti为当前值的150%~180%。
PMAC801A电动机保护控制器参数设定指导1.过电流保护参数设定过电流保护是PMAC801A电动机保护控制器的基本功能之一,它可以防止电机过载运行而损坏电机。
过电流保护参数设定的主要步骤如下:-首先,根据电机额定电流和运行条件,确定过电流保护阈值。
通常情况下,保护阈值设置为电机额定电流的1.2倍。
-其次,设定过电流保护时间延迟。
延迟时间的设置应根据电机的实际反应时间和应用场景来确定。
-最后,设置过电流保护的动作方式。
动作方式可以选择停机保护或警告报警,具体选择应根据电机的重要性和工作环境来决定。
2.过温保护参数设定过温保护是PMAC801A电动机保护控制器的另一个重要功能,它可以监测电机的温度,防止电机因温度过高而损坏。
过温保护参数设定的主要步骤如下:-首先,确定过温保护的报警温度和动作温度。
报警温度通常设置为电机的最大允许温度的80%,动作温度设置为最大允许温度。
-其次,设定过温保护的复位温度。
复位温度应为电机温度下降到安全范围内的温度。
-最后,设置过温保护的动作方式,可以选择停机保护或警告报警。
3.过载保护参数设定过载保护是PMAC801A电动机保护控制器的另一个重要功能,它可以防止电机因长时间过载运行而损坏。
过载保护参数设定的主要步骤如下:-首先,确定过载保护的阈值。
阈值设置应根据电机的额定功率和工作环境来确定。
-其次,设定过载保护的时间延迟。
延迟时间的设置应考虑到电机的惯性和启动特性。
-最后,设置过载保护的动作方式,可以选择停机保护或警告报警。
4.其他参数设定除了以上的基本保护参数设定,还可以根据具体应用场景和需求设置其他参数,如短路保护、断路保护、失速保护等。
具体的参数设定应根据电机的实际情况和应用场景来确定。
总结PMAC801A电动机保护控制器的参数设定是保证电机正常运行的关键,合理的参数设定可以提高电机的安全性和可靠性。
在进行参数设定时,应根据电机的额定参数、工作环境和应用需求来确定参数的具体数值,确保电机的保护功能能够起到有效的作用。
确定控制器参数 The final revision was on November 23, 2020 确定控制器参数 数字PID控制器控制参数的选择,可按连续-时间PID参数整定方法进行。
PID控制器的参数整定,可以不依赖于受控对象的数学模型。工程上,PID控制器的参数常常是通过实验来确定,通过试凑,或者通过实验经验公式来确定。
常用的方法,采样周期选择, 实验凑试法 实验凑试法是通过闭环运行或模拟,观察系统的响应曲线,然后根据各参数对系统的影响,反复凑试参数,直至出现满意的响应,从而确定PID控制参数。
整定步骤 实验凑试法的整定步骤为"先比例,再积分,最后微分"。 (1)整定比例控制 将比例控制作用由小变到大,观察各次响应,直至得到反应快、超调小的响应曲线。 (2)整定积分环节 若在比例控制下稳态误差不能满足要求,需加入积分控制。 先将步骤(1)中选择的比例系数减小为原来的50~80%,再将积分时间置一个较大值,观测响应曲线。然后减小积分时间,加大积分作用,并相应调整比例系数,反复试凑至得到较满意的响应,确定比例和积分的参数。 (3)整定微分环节 若经过步骤(2),PI控制只能消除稳态误差,而动态过程不能令人满意,则应加入微分控制,构成PID控制。
先置微分时间TD=0,逐渐加大TD,同时相应地改变比例系数和积分时间,反复试凑至获得满意的控制效果和PID控制参数。
实验经验法 扩充临界比例度法 实验经验法调整PID参数的方法中较常用的是扩充临界比例度法,其最大的优点是,参数的整定不依赖受控对象的数学模型,直接在现场整定、简单易行。
扩充比例度法适用于有自平衡特性的受控对象,是对连续-时间PID控制器参数整定的临界比例度法的扩充。
整定步骤 扩充比例度法整定数字PID控制器参数的步骤是: (1)预选择一个足够短的采样周期TS。一般说TS应小于受控对象纯延迟时间的十分之一。
(2)用选定的TS使系统工作。这时去掉积分作用和微分作用,将控制选择为纯比例控制器,构成闭环运行。逐渐减小比例度,即加大比例放大系数KP,直至系统对输入的阶跃信号的响应出现临界振荡(稳定边缘),将这时的比例放大系数记为Kr,临界振荡周期记为Tr。 (3)选择控制度。 控制度,就是以连续-时间PID控制器为基准,将数字PID控制效果与之相比较。 通常采用误差平方积分 作为控制效果的评价函数。 定义控制度 (3-25) 采样周期TS的长短会影响采样-数据控制系统 的品质,同样是最佳整定,采样-数据控制系统的控制品质要低于连续-时间控制系统。因而,控制度总是大于1的,而且控制度越大,相应的采样-数据控制系统的品质越差。控制度的选择要从所设计的系统的控制品质要求出发。
(4) 查表确定参数。根据所选择的控制度,查表3一2,得出数字PID中相应的参数TS,KP,TI和TD。
(5)运行与修正。将求得的各参数值加入PID控制器,闭环运行,观察控制效果,并作适当的调整以获得比较满意的效果。
{2}PID参数怎样调整最佳 PID参数整定方法就是确定调节器的比例带PB、积分时间Ti和和微分时间Td。一般可以通过理论计算来确定,但误差太大。目前,应用最多的还是工程整定法:如经验法、衰减曲线法、临界比例带法和反应曲线法。各种方法的大体过程如下: (1)经验法又叫现场凑试法,即先确定一个调节器的参数值PB和Ti,通过改变给定值对控制系统施加一个扰动,现场观察判断控制曲线形状。若曲线不够理想,可改变PB或Ti,再画控制过程曲线,经反复凑试直到控制系统符合动态过程品质要求为止,这时的PB和Ti就是最佳值。如果调节器是PID三作用式,那么要在整定好的PB和Ti的基础上加进微分作用。由于微分作用有抵制偏差变化的能力,所以确定一个Td值后,可把整定好的PB和Ti值减小一点再进行现场凑试,直到PB、Ti和Td取得最佳值为止。显然用经验法整定的参数是准确的。但花时间较多。为缩短整定时间,应注意以下几点:①根据控制对象特性确定好初始的参数值PB、Ti和Td。可参照在实际运行中的同类控制系统的参数值,或参照表3-4-1所给的参数值,使确定的初始参数尽量接近整定的理想值。这样可大大减少现场凑试的次数。②在凑试过程中,若发现被控量变化缓慢,不能尽快达到稳定值,这是由于PB过大或Ti过长引起的,但两者是有区别的:PB过大,曲线漂浮较大,变化不规则,Ti过长,曲线带有振荡分量,接近给定值很缓慢。这样可根据曲线形状来改变PB或Ti。③PB过小,Ti过短,Td太长都会导致振荡衰减得慢,甚至不衰减,其区别是PB过小,振荡周期较短;Ti过短,振荡周期较长;Td太长,振荡周期最短。④如果在整定过程中出现等幅振荡,并且通过改变调节器参数而不能消除这一现象时,可能是阀门定位器调校不准,调节阀传动部分有间隙(或调节阀尺寸过大)或控制对象受到等幅波动的干扰等,都会使被控量出现等幅振荡。这时就不能只注意调节器参数的整定,而是要检查与调校其它仪表和环节。
(2)衰减曲线法是以4:1衰减作为整定要求的,先切除调节器的积分和微分作用 ,用凑试法整定纯比例控制作用的比例带PB(比同时凑试二个或三个参数要简单得多),使之符合4:1衰减比例的要求,记下此时的比例带PBs和振荡周期Ts。如果加进积分和微分作用,可按表3-4-2给出经验公式进行计算。若按这种方式整定的参数作适当的调整。对有些控制对象,控制过程进行较快,难以从记录曲线上找出衰减比。这时,只要被控量波动2次就能达到稳定状态,可近似认为是4:1的衰减过程,其波动一次时间为Ts。
(3)临界比例带法,用临界比例带法整定调节器参数时,先要切除积分和微分作用,让控制系统以较大的比例带,在纯比例控制作用下运行,然后逐渐减小PB,每减小一次都要认真观察过程曲线,直到达到等幅振荡时,记下此时的比例带PBk(称为临界比例带)和波动周期Tk,然后按表3-4-3给出的经验公式求出调节器的参数值。按该表算出参数值后,要把比例带放在比计算值稍大一点的值上,把Ti和Td放在计算值上,进行现场观察,如果比例带可以减小,再将PB放在计算值上。这种方法简单,应用比较广泛。但对PBk很小的控制系统不适用。
(4)反应曲线法,前三种整定调节器参数的方法,都是在预先不知道控制对象特性的情况下进行的。如果知道控制对象的特性参数,即时间常数T、时间迟延ξ和放大系数K,则可按经验公式计算出调节器的参数。利用这种方法整定的结果可达到衰减率φ=的要求。
{3}PID控制器参数整定的方法很多,概括起来有两大类: 一是理论计算整定法。它主要是依据系统的数学模型,经过理论计算确定控制器参数。这种方法所得到的计算数据未必可以直接用,还必须通过工程实际进行调整和修改。
二是工程整定方法,它主要依赖工程经验,直接在控制系统的试验中进行,且方法简单、易于掌握,在工程实际中被广泛采用。
PID控制器参数的工程整定方法,主要有临界比例法、反应曲线法和衰减法。 现在一般采用的是临界比例法。 利用该方法进行PID控制器参数的整定步骤如下:(1)首先预选择一个足够短的采样周期让系统工作;(2)仅加入比例控制环节,直到系统对输入的阶跃响应出现临界振荡,记下这时的比例放大系数和临界振荡周期;(3)在一定的控制度下通过公式计算得到PID控制器的参数。
PID参数的设定:是靠经验及工艺的熟悉,参考测量值跟踪与设定值曲线,从而调整P\I\D的大小。
温度T: P=20~60%,T=180~600s,D=3-180s 压力P: P=30~70%,T=24~180s, 液位L: P=20~80%,T=60~300s, 流量L: P=40~100%,T=6~60s。 常用口诀: 参数整定找最佳,从小到大顺序查 先是比例后积分,最后再把微分加 曲线振荡很频繁,比例度盘要放大 曲线漂浮绕大湾,比例度盘往小扳 曲线偏离回复慢,积分时间往下降 曲线波动周期长,积分时间再加长 曲线振荡频率快,先把微分降下来 动差大来波动慢。微分时间应加长 理想曲线两个波,前高后低4比1 一看二调多分析,调节质量不会低
{4}首先调P参数,别的参数为零使得动态性能满足要求。 然后调I参数,使得稳态性能满足要求。 最后调D参数,是系统符合要求。 {5}我以前做过PID的现场调节,其实只要把PID的功能有个清晰的了解,就可以在具体的PID的调节上形成思路。另外调节分为理论计算整定法和工程整定方法,你所说的现实中老师傅所用的方法一般成为工程整定方法,这个经验上还比较实用。 比例(P)控制 比例控制是一种最简单的控制方式。其控制器的输出与输入误差信号成比例关系。当仅有比例控制时系统输出存在稳态误差(Steady-state error)。
积分(I)控制 在积分控制中,控制器的输出与输入误差信号的积分成正比关系。对一个自动控制系统,如果在进入稳态后存在稳态误差,则称这个控制系统是有稳态误差的或简称有差系统(System with Steady-state Error)。为了消除稳态误差,在控制器中必须引入“积分项”。积分项对误差取决于时间的积分,随着时间的增加,积分项会增大。这样,即便误差很小,积分项也会随着时间的增加而加大,它推动控制器的输出增大使稳态误差进一步减小,直到等于零。因此,比例+积分(PI)控制器,可以使系统在进入稳态后无稳态误差。
微分(D)控制 在微分控制中,控制器的输出与输入误差信号的微分(即误差的变化率)成正比关系。自动控制系统在克服误差的调节过程中可能会出现振荡甚至失稳。其原因是由于存在有较大惯性组件(环节)或有滞后(delay)组件,具有抑制误差的作用,其变化总是落后于误差的变化。解决的办法是使抑制误差的作用的变化“超前”,即在误差接近零时,抑制误差的作用就应该是零。这就是说,在控制器中仅引入 “比例”项往往是不够的,比例项的作用仅是放大误差的幅值,而目前需要增加的是“微分项”,它能预测误差变化的趋势,这样,具有比例+微分的控制器,就能够提前使抑制误差的控制作用等于零,甚至为负值,从而避免了被控量的严重超调。所以对有较大惯性或滞后的被控对象,比例+微分(PD)控制器能改善系统在调节过程中的动态特性。